Дослідникам Національному інституті графену Манчестерського університету, вдалося електриктричним управлінням контролювати течію води через мембрану графенового оксиду з послідуючим використанням в штучних біологічних системах, інженерії тканин та фільтрації.
Регульовані мембрани дозволяють точно контролювати потоки води за допомогою електричного струму. Мембрани також можуть бути використані для того, щоб повністю блокувати проникнення води, коли це потрібно.
Команда, яку очолює професор Рахул Найр, вбудовала електропровідні нитки всередині електроізоляційної мембрани графенового оксиду. Електричний струм, пропущений через ці нано-нитки, створив велике електричне поле, яке іонізує молекули води і контролює протікання водного розчину через графенові капіляри в мембрані.
Зі слів професора Найр, — це нове дослідження дозволяє точно контролювати проникнення води, від надто проникливої до повної блокування. Робота відкриває перспективу для подальшого розвитку інтелектуальних мембранних технологій. Розробка таких мембран, які дозволяють точно здійснювати зворотний контроль молекулярного проникнення з використанням зовнішніх подразників, буде викликати великий інтерес для багатьох галузей науки; від фізики та хімії, до наук про життя.
Досягнення електричного управління потоком води через мембрани, як кажуть, є зміною ступеню через його схожість з кількома біологічними процесами, де основними стимулами є електричні сигнали. Контрольований рух води є ключовим для збереження ниркової води, регулювання температури тіла та травлення. Відомо, що електричний контроль води може допомогти у розробці штучних біологічних систем та сучасних нанофлюїдних пристроїв для різних застосувань.
В даний час регульовані мембрани обмежуються модуляцією змочування мембран та керованим транспортуванням іонів, але не контрольованим масовим потоком води.
Доктор Кай-Чжоу, провідний автор дослідницької роботи, сказав: "Повідомлення про технології графенів із спритною мембраною не обмежується лише контролем потоку води. Таку ж мембрану можна використовувати як розумний адсорбент або губку. Вода, адсорбована на мембрані, може зберігатися в мембрані навіть у пустельних умовах, якщо застосовується струм. Ми могли б випустити цю воду на вимогу, вимкнувши струм. "
Другий провідний автор д-р Васу прокоментував: "Наша робота не тільки відкриває нові програми для графенових мембран, але і дозволяє нам зрозуміти вплив електричного поля на наномасштабні властивості обмеженої води. Незважаючи на багато суперечливих теоретичних прогнозів, починаючи від заморожування молекул води до танення льоду під електричним полем, відсутні експериментальні докази впливу електричного поля. Наші роботи показують, що велике електричне поле може іонізувати воду в складові її іони».
Робота проводилась у співпраці з вченими Йоркського університету, Університету підготовки вчителів Шахід Раджає, Іран та Антверпенським університетом, Бельгія. Джерело